TW503133B - Method and device for controlling hydraulic pinch roll and control unit thereof - Google Patents

Description

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五、發明說明（i ) 【發明之技術領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關於一種控制由油壓缸與伺服閥所控制 之油壓式夾壓滾輪，以改善利用該油壓式夾壓滚輪將帶材 捲繞在盤捲機（down coiler)帶卷的捲繞形狀之方法及其裝 置者。 、 【相關技術之說明】 第1圖表示作為本發明對象之熱間滾軋設備之盤捲機 2之夹壓滾輪1。熱間滾軋設備中，將由精軋滾軋機3滾軋至 預定板厚之帶材（strip)4以盤捲機2捲取，以作為帶卷（c〇il) 狀之最終製品。夾軋滾輪1係將移動於輥道（table r〇Uer)5 之帶材4引導至盤捲機2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且近年來，利用如第2圖所示之油壓缸6與伺服閥 7，控制上下夾壓滾輪之位置或控制對帶材4之推壓力的油 壓式夹壓滾輪已實用化。如上述之夾壓滾輪丨所追求之功能 有·於捲取初期拉引帶材4並將之引導至盤捲機2;在帶材4 纏繞於盤捲機2之心軸（mandrel)2e之後，朝相反方向拉引 帶材4，以維持與心轴2e之間適當的張力。因此，於夾壓滾 輪1上施加用以推壓帶材4之適當的推壓力。 第2圖所示之油壓式加壓滾輪1係有以下構成。亦即， 上夾壓滾輪la係分別藉由油壓缸6支撐左右之塞塊 (ch〇Ck)lc、Id，而控制對油壓缸6之油的流出流入則係透 過配管8a、8b，利用連接至油壓缸6之伺服閥7來進行。於 配管8a、8b分別連接有壓力檢測器9a、9b，俾使可檢測油 壓缸6之頭側6a、桿側6b之壓力。另外，可利用位置檢測器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 312889 503133 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 312889 A7 B7 五、發明說明（2 ) l〇c、10d檢測油壓缸6之活塞6()之位置。 油壓式夾壓滾輪〗中，初期間隙係利用位置檢測器 l〇c、10d檢測油壓缸之活塞6e之位置，根據該訊號控制並 没定上夾壓滾輪la之位置。當帶材4跳入油壓式夾壓滾輪 1，並引導至盤捲機2之後，會在適當的時序由位置控制切 換至推壓力控制，並根據利用壓力檢測器9a、❿所檢測之 油壓缸頭側6a、油壓缸桿側6b之壓力，藉由推壓力演算器 11演算對於上夾壓滾輪la之帶材4之推壓力，再根據算出之 訊號以伺服控制器12將指令傳送至伺服閥7，以控制推壓 力。 以往之盤捲機2中，由於會有所捲繞之帶材4之平面形 狀差之情形，以及帶材4會往夾壓滾輪丨偏心進入等理由， 而產生如第3圖所示之帶卷捲繞形狀不良（望遠鏡）之情 形。並且，近年來，在捲繞較寬且硬的材料時，所捲繞之 π卷‘面夕會產生週期性的反覆凹凸即如第4圖所示之捲 繞形狀不良之情形。 【發明之概述】 本發明係鑒於上述之現況，以提供一種可抑制上述各 種捲繞形狀不良之油壓式夾壓滾輪之控制方法及其控制裝 置為目的。 本發明之發明者發現了以下情形··即在該帶卷端面週 期性地反覆凹凸而產生捲繞形狀不良時，油壓式夾壓滾輪i 之活塞位置之左右差，亦即位置檢測器1〇c、1〇(1之輪出差 會出現週期性的變動；而在沒有產生該捲繞形狀不良時 本紙張尺度適用中國國家標^r(CNS)A4規格（210 X 297公爱） —— 11 ! —·裝—— 訂.！ ！· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 503133

經濟部智意財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 則不會出現該週期性的變動。 因此，在本發明之第1實施形態中，油壓式夾壓滾輪j 係構成如下··根據位置檢測器1〇c、l〇d之輸出差時時刻刻 變更夾壓滾輪左右之推壓力’並可控制在位置檢測器1 〇 c、 l〇d之輪出差所呈現的變動。其結果，可防止油壓式夾壓滾 輪1之上夾壓滾輪la之左右交互（蹺蹺板狀）所引起的間隙 變動。 在本發明之第2實施形態中，油壓式夾壓滾輪之控制 裝置係根據由壓力檢測器9a、9b之輸出所求得的夾壓滾輪 之推壓力，利用位置控制時時刻刻變更夾壓滾輪之左右間 隙’其結果，可平衡地保持夾壓滾輪之間隙。因而，可防 止於上夾壓滾輪1 a之左右交互所引起的間隙變動。其結 果 了防止所捲繞之帶卷圈端面週期性地反覆凹凸所產生 之捲繞形狀不良。 本發明之其他目的及有利的特徵參照圖面由以下的 說明即可明瞭。 【圖示之簡單說明】 第1圖為以往具備油壓式夾壓滾輪之熱間滾軋設備之 構成圖。 第2圖為以往之油壓式夾壓滾輪裝置之構成圖。 第3圖為帶卷之捲繞形狀不良（望遠鏡狀）之說明圖。 第4圖為帶卷以外之捲繞形狀不良之說明圖。 第5圖為具備本發明之控制裝置之油壓式夹壓滾輪裝 置之整體構成圖。 --------I---I --------^ --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ΐ0χ 297公釐） 3 312889 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503133 五、發明說明（4 ) 第ό圖為夾壓滾輪之單側間隙較寬情形的模式圖。 第7圖為本發明之控制裝置之方塊線圖。 第8Α圖與第8Β圖為本發明之控制器之主要演算器之 構成例。 第9圖表示本發明之控制裝置之第2實施例之方塊線 圖。 【符號說明】 ---------——ίιίτ---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 夾壓滾輪 la 上夾壓滾輪 lc、Id 塞塊 2 盤捲機 2e 心轴 3 精軋滾軋機 4 帶材 5 輥道 6 油壓缸 6a 油壓缸頭侧 6b 油壓紅桿側 6c 活塞 7 伺服閥 8a x 8b 配管 9a、9b 壓力檢測器 10c 、10d位置檢測 11 推壓力演算器 12 - 14控制器 13 演算器 15 主要演算器 16c 、 16d 輸出訊號 17 修正輸出 18c、18d 加減算器 19 左右油壓缸活塞位置之差 20 推壓力設定值 21 力之變化 22 高通濾波器 23 箝位電路 24、30 控制器 25c 、25d加減算器 26 加算器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 312889 503133

28 29 31 C、D A7 b/ 五、發明說明（5 ) 27 夾壓滾輪實際之推壓力 夾壓滾輪之推壓力設定值 加減算器 左右位置控制裝置C’，D’之設定值 推壓力控制裝置 【較佳實施例之說明】 第5圖表示本發明之夾壓滾輪之第1實施例之整體構 成圖，與第2圖共同之部分則附上同樣的符號並省略重複之 說明。 本發明之裝置中’與第2圖之以往之裝置同樣地，往 上夹壓滚輪la之帶材4之推壓力係由左右個別之推壓力裝 置C、D所控制。亦即，藉由以設置於配管8a、8b中間之壓 力檢測器9a、9b所檢測出之油壓缸6之頭側6a、桿側6b之壓 力pa、Pb ’利用演算蕃11以F=Pax Ah — pax A!演算於油壓缸 6所發生之推磨力（但Ah、八1表示活塞6C之油壓缸頭側與油 壓缸桿侧之面積），利用控制器12將所算出之值與設定值進 行比較，根據其差來驅動伺服閥7，並控制對油壓缸6之油 的流出流入量，而將推壓力控制在預定之推壓力F。 以往之裝置中，如上所述僅獨立地控制左右之推壓 力’因此如第6圖所示，即使較厚之帶材4在夾壓滾輪1之間 隙内傾斜，因左右個別之推壓力F被控制為一定，因此上 夾壓滾輪la即按照該推壓力傾斜而無法解除滾輪間隙之左 右差。因此，帶材會藉由因夾壓滾輪之間隙而左右移動以 致無法抑制間隙變動之產生，結果即產生帶卷端面週期性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） I ! I I ---III--I I · I I I-------- I I I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 •慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 312889

五、發明說明（6 ) 地反覆凹凸之捲繞形狀不良之情形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖之本發明之裝置中，係在以往之裝置利用演算 器13演算用以檢測左右之油壓缸活塞6c位置之位置檢測器 l〇c、l〇d之輸出16C、I6d之差，再以控制器14處理演算結 果，以將該位置檢測器10e、10d之輸出17施加在左右之推 壓力控制器12。 以第7圖之方塊線圖更詳細地說明本發明之控制裝 置。第7圖中，於已說明之左右個別之推壓力控制裝置匸， D之推壓力設定值2〇施加本發明之控制器14的修正輸出 17。該修正輸出17係如第6圖所示，當朝夾壓滾輪！之左側 間隙較寬時，施加修正輸出17以縮小該間隙，為使相反之 一側僅減少同量之修正輸出丨7，利用内裝於控制器丨2之加 減鼻器18c、18d，進行在推壓力設定值2〇上加上或減去修 正輸出17之運算。因而，無需改變推壓帶材$之總負載，而 以修正輸出1 7縮小間隙較寬的一側，並使相反一侧僅減去 修正輸出17之部分。藉此，不會使左右之間隙差產生變動。 第8A圖與第8B圖係表示本發明之控制器14中之主要 演算部15之構成例。第8A圖表示基本構成，將左右油壓缸 活塞位置差19乘上夾壓滾輪1之機誠系朝左右方向傾斜之 彈簧常數KM而改變為力之變化21，對其乘上適當的控制增 益，以製作左右推壓力設定值之修正值1 7。 第8B圖之構成係於第8A圖之基本構成之輸入側加上 兩通濾、波器（high-pass filter)22 ’於輸出側加上箱位（damp) 電路23。高通濾波器為從油壓缸活塞位置之左右差僅取出 ----------IAW* --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) 6 312889 503133

經濟部智;t財產局員工消費合作社印製 變動之部分者，而箝位電路23為安全電路，用來使修正輪 出17不會超過預先設定之值± F。。 第9圖表示本發明之第2實施例。本例中，根據用以檢 測油壓缸活塞6c位置之位置的檢測器10c、l〇d之輸出，在 左右分別設置用以控制油壓缸活塞6c位置亦即左右滾輪間 隙之位置控制裝置C ’、D ’，而作為該位置控制之指令值， 其係施加利用控制器30處理夾壓滾輪之推壓力設定值28與 所檢出之實際推壓力27之差所獲得的輪出31者。 ” 亦即’油壓式夾壓滾輪1之左右間隙係利用加減算器 25c、25d，演算安裝在油壓缸6之活塞6c之位置檢測器1〇c、 l〇d之輪出訊號i6c、16d與設定值31，並利用控制器以處理 其偏差，以作成伺服閥7之驅動訊號。伺服閥7係根據該訊 號經由配管8控制對油壓缸6之油的流出流入量，將油壓缸6 之活塞6c驅動至偏差成為〇為止。其結果，左右之滾輪間隙 係设定為預定之值。在此，根據設於配管8之油壓缸頭側、 油壓缸桿侧之壓力檢測器9a、9b之輸出，利用演算器丨丨計 算推壓力，並利用加算器26求出其左右之和亦即夾壓滾輪 之實際推壓力27，再利用加減算器29比較演算上述所求出 之值與推壓力設定值28，以求出偏差。 藉由控制器30處理該偏差，以作成上述之左右位置控 制裝置C’、D’之設定值31。藉此，為了使夾壓滾輪1之左 右間隙成為設定推壓力28，藉由位置控制平行地動作，因 而可抑制左右間隙差之變動。 根據如上述本發明之油壓式夹壓滾輪之控制裝置，由 ^--------1---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 312889 503133 A7 B7 五、發明說明（8 ) 於可藉由該控制確實地抑制起因於帶材之左右偏移的滾輪 間隙之變動，其結果，可防止帶材之左右偏移，並且可防 止帶卷之捲繞形狀的惡化。 然而，雖藉由幾個較佳之實施例說明了本發明，但包 含於本發明之權利範圍並不限定於上述之實施例。反之， 本發明之權利範圍係包含申請專利範圍所含蓋之所有改 良、修正以及等效的樣態者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 秦· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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Claims (1)

1. 503133 六、申請專利範圍 1· 一種油壓式夹壓滾輪之控制方法，其係在利用具備有·· 壓缸刀別支撐上夾壓滾輪之轴方向兩端部；伺服 閥’調節該油壓缸之作動油之流入流出i ;位置檢測 器，檢測油壓缸之活塞位置；推壓力檢測器，檢測油壓 缸之推壓力；以及控制裝置，控制伺服閥之將帶材夾持 在上下夾壓滾輪之間而引導帶材之夾壓滾輪裝置，進行 夹壓滾輪之位置控制與推壓力控制之油壓式夾壓滾輪|| 的控制裝置中，以根據油壓缸之活塞位置之左右差所求 考于的修正值來修正左右個別之推廢力控制之設定值。 2· —種油壓式夹壓滾輪之控制裝置，其係於油壓缸與伺 服閥（7)間之配管（8a，8b)設有壓力檢測器（9a，設 有由利用該壓力檢測器所檢出之油壓缸（6)之頭侧 (6a)、桿側（6b)之壓力，演算油壓缸（6)所產生之推壓力 之演算器；設有比較並處理所得之推壓力與設定值之控 制器（12);而根據該控制器的輸出驅動伺服閥（7)，控制 對油壓缸（6)之油的流入流出量，而將推壓力控制在預定 推壓力之控制裝置，其特徵為具備有： 位置檢測器（10c，10d)，檢測左右之油壓缸活塞（6c) 之位置；演算器（13)，演算該位置檢測器（10c，1〇d)的 輸出（16c，16d)之差；控制器（14)，處理該輸出（16c, 16d) 之差並製作修正輸出；加減算器（18c，18d)，以在夾壓 滾輪（1)之間隙較寬的一側，在縮小其間隙的方向增加控 制器（14)所作成的修正輸出（π)，在相反側則減去同量 的修正輸出（17)之方式，進行在推壓力設定值（2〇)上加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 訂 ▲ 經濟部智慧財產务員工消費合作社印製 312889 503133 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 上或減去修正輸出璽曾 V )之運算’藉此修正左右個別之推 壓力控制之設定值。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3·如申請專利範圍第2項之油壓式夾壓滾輪之控制裝置， 其中’上述控制H (14)中之主要演算器（15)係由高通滤 波器、控制增益及箝位電路所構成。 4· 一種油壓式夾壓滾輪之控制方法，其係在利用具備有·· 油壓缸，分別支撐上夾壓滾輪之軸方向兩端部；伺服 閥，調節該油壓缸之作動油之流入流出量；位置檢測 器，檢測油壓缸之活塞位置；推壓力檢測器，檢測油壓 缸之推壓力，·以及控制裝置，控制伺服閥之將帶材夾持 在上下夾壓滚輪之間而引導帶材之夾壓滾輪裝置，進行 夹壓滾輪之位置控制與推壓力控制之油壓式夹壓滾輪 之控制裝置中，以根據油壓缸之推壓力與左右個別之位 置控制的投疋值之差所求得的修正值來修正左右個別 之位置控制之設定值。 5· —種油壓式夹壓滾輪之控制裝置，其係設有：位置檢測 器（l〇c，10d)，檢測油壓缸（6)之活塞（6c)的位置；加減 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 算器（25c，2 5d)，進行該位置檢測器（l〇c，i〇d)的輸出 訊號（16c，16d)與設定值（31)的加減運算；控制器（24)， 處理該輸出訊號（16c，16d)與設定值（31)的偏差而作成 伺服閥（7)之驅動訊號；以及伺服閥（7)，根據該驅動訊 號控制對油壓缸（6)之油的流入流出量，其特徵為具備 有： 壓力檢測器（9a，9b)，檢測配管（8)之油壓缸頭側、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 312889 )UJ133 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 油壓缸桿側之麼力；演算器⑴），根據該壓力檢測器 =a’ 9b)的輸出演算推壓力；加減算器（29)，進行該演 鼻器（11)的輸出與推壓力設定值（28)的加減運算；以及 控制盗（3 0) ’處理該加減算器（29)的輸出而作成位置控 制裝置之設定值，藉此修正左右個別之位置控制之設定 值。 塞— —薦f I! ^^1!蓮應—應$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產4員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 312889